36个典型案例，了解数字时代的设计新形态
内容摘要
内容摘要:设计源自解决社会生产生活的问题，而当社会因技术进步发生变革时，新的设计形态随即产生。在数字浪潮中，对新的社会问题的解决与治理、生产关系重组都将使设计发生改变，造物逻辑和人、事、物的关系也将建立新的秩序。“设计”在跨学科领域中融合与演进，边界变得模糊，形态变得多样。数智设计是数字时代下人和计算机共生的新形态，是人的思维和数字技术之间建立的一种新型关系，也是解决物理世界和虚拟世界问题的系统思维和方法。它基于数字技术，融合了人的智慧和技术创造的“非人智慧”，两种智慧相互交织、相互作用。它形成于虚拟与现实的融合，并且更具系统性、动态性、可复制性和多元性，也更需要人文性，数智设计成为了数字时代的一种新的力量。
关键词:数智设计、数字技术、人的智慧、非人智慧
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数字世界
随着信息技术的变革，人工智能、大数据、云计算、虚拟现实、物联网，乃至当下火热的元宇宙等虚拟世界中的概念在不断重新定义着我们的现实世界。设计经历了传统的功能造物，再到互联网扁平化的服务，如今又由扁平走向虚拟与现实的融合，数字技术的进步让设计的对象、方式方法和形态也不断发生着改变。各种数字技术的创新产品和案例不断地涌现在生活当中。笔者在对中国设计智造大奖(简称DIA)近年来的参赛获奖作品进行梳理时发现，数字创新类作品呈现的形式更加独特与多元化。
图1.DIA历年数字类参赛作品占比
图2.DIA历年数字类获奖作品占比
中国设计智造大奖是中国首个工业设计领域的学院奖，奖项成立至今已经成功举办六届。DIA大奖面向全球征集优秀创新作品，涵盖了文化创新产品、生活智能产品、工业生产装备、信息交互和数字创新产品。从2016年首届至今，作品涵盖了全球61个国家和地区，每年参赛作品中，数字创新类作品类目从数量和内容上不断发生着变化。2016年首届DIA大奖中数字创新类作品占总报名数的0.7%，获奖数字类作品占当年度获奖总数的1%;到2021年第六届大奖时，数字创新类作品已占总参赛数的7.6%，获奖的数字创新类作品占当年度获奖作品总数的14%。(图1—2)
通过近年来DIA大奖征集作品趋势来看，数字技术首先在智能硬件领域兴起，作为一种产品入云和基于IT技术的硬件产品和服务的形式出现(图3)，这类产品和服务在硬件产品中融入了网络接收、语音识别、智能感应等技术，是互联网+时代初期产品的基本形态，并逐渐由单一产品向系统场景发展，由单一智能向智能互联方向迈进。随着互联网深度发展，大数据的价值显现，纯数字化服务产品被广泛应用，在生活、办公、出行、交流等诸多垂直领域出现各自的数字化应用新场景。(图4)
图3.若琪:家庭智能语音助手(2016，佳作奖)
图4.粤省事:城市服务App(2019，佳作奖)
这类服务型产品侧重于信息交互设计，能够给用户带来更好的体验。随着人工智能、计算机三维建模、数字可视化与信息交互技术的发展，以及数字孪生技术的出现，数字技术的应用扩展到工业生产领域和城市建设管理中，对更加复杂庞大的系统运作实施管理，成为企业数字化转型、工业互联网建设和智慧城市发展的主要手段。(图5—6)
图5.滴滴智慧交通(2020，铜奖)
图6.纺织工业生产车间数据可视化系统(2020，佳作奖)
每个时代的技术进步都带来创新的工具与载体，通过一波一波的创新浪潮横向贯通所有垂直领域，让这个世界成为一个矩阵系统。[1](图7)它以真实世界的问题解决为目的，推动着社会的前进与变革。数字技术以其自身的系统逻辑，构建了一个平行于真实世界的虚拟世界，它不断扩张和生长，通过数字化的能力加载更多的内容，产生更为丰富的应用场景，最终将创造一个与真实世界共生共融的系统。
图7.图片来源于《数字化未来》，[美]戴维·莫契拉著，薛亮译
突如其来的新冠疫情加速了数字化的进程，虽然在现实生活中处处受到因疫情而产生的隔离和阻碍，但依赖数字技术，使得我们今天依然可以在世界中交流、学习、工作和生活。[2]
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数智设计
阿里云设计中心的微信公众号有一篇题为《计算设计时代:设计是可以被计算出来的吗?》的推文[3]，主旨意思是数字技术的迅猛发展能够以计算的思维和方法进行设计，显示了数字技术在设计领域带来的超强能力。“设计是否真的可以被计算”?答案既否定，又肯定。设计是人类高阶智慧的行为，是人的思想的再现，是以人为主体进而改造世界的综合性创造活动。机器和程序能解决人力所不及的问题，但机器仍不具备诸如思想、自我意识和感知的人类特征。物的数化和数的物化呈现的是计算机超强运算能力的一种非人智慧下的表象，这种数物互化的内在逻辑和计算背后的算法仍旧是以人为主体去设计和实现的。因此，计算不能代替人而“设计”。
而今，计算机的发展让数字技术和工具大大提升了创新的动能，也在不断重新定义着设计的概念，丰富着设计的形态。数字技术实现了以往设计所不能到达的领域，拓展了人的思维边界，展现出“非人智慧”的强大能力。人的智慧赋予计算机“非人智慧”以一定的逻辑和规则，借用计算实现人力所不及的能力，进而实施设计和创造行为，从而达到人们预设的目的。于是，设计又是可以“被计算”的。这是今天设计所具有的双面性。
1.思维的融合
思维因问题而产生，又因问题的产生而得以发展，思维最终目的在于问题得到解决，并做出有所创新的发现。[4]上个世纪末，计算机在设计领域一直被赋予“计算机辅助设计”的概念[5]，随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展，加速了以深度神经网络为代表的人工智能技术的发展与应用，进入到信息感知和机器学习的“浅层智能”阶段，正在朝着更加深层次的智能方向发展。[6]计算机技术逐步从工具发展到一种“非人的智慧”而存在，并在思维领域呈现多学科的交叉融合。
发自计算机科学的计算思维，用于描述计算机科学中的思想及方法，之后走向更加广阔的社会视野，逐渐演化为围绕作为主体的“人”而展开。[7]2006年，美国卡内基·梅隆大学周以真(Jeannete M. Wing)教授在美国计算机权威杂志Communication of the A CM上发表并定义了“计算思维”(Computational Thinking)的概念:是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看来困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题。[8]她认为，计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为，它包括了涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动[9]，并且提出了计算思维的六特征说，即:概念化的，是人的根本技能;属于人的思维，不是计算机的思维;是数学与工程思维融合;是一种思想;是普适的，面向所有人群。[10]
计算机技术的发展对设计领域产生了深刻的影响，计算思维(Computational Thinking)和设计思维(Design Thinking)进一步交叉融合，由代码和算法构成的虚拟空间平行于现实物理世界，“非人智慧”不断帮助人们扩展着想象空间，扩展了设计的边界和能力。设计的对象从物质实体变得虚拟，设计所面临的问题也越加复杂，从单一走向系统，创新的方式从线性闭合走向开源开放。计算机技术促成了数字时代更新的设计形态——“数智设计”。(图8)设计师成为虚拟世界的翻译者，在虚拟世界中找到新的设计语言和范式，以虚拟世界的视角和方法解决物理世界的问题，用新的思维和方式在数字世界和物理世界之间建构更顺畅有效的沟通渠道。
图8.数智设计(作者自绘)
2.数智设计的概念与内涵
数智设计(Digital Intelligence Design)是数字时代设计的一种新形式，是数字时代下人和计算机共生的形态，是人的思维和数字技术之间建立的一种新型关系，是解决物理世界和虚拟世界问题的系统思维和方法。它不是单纯的数字设计或者计算设计，而是融合了“非人智慧”和人的智慧的一种综合创新能力，是多元的双向思维。“数”(Digital Technology)，一方面是指数字技术，是一系列信息、计算、沟通和连接技术的组合[11];另一方面还包含了计算机强大的“非人智慧”，如计算机所具有的记忆、分析、判断、运算等智能功能。“数”的智能可以呈现人力所看不见和实现人力所不能及的能力，如大数据的存储和复杂、快速计算。“智”(Intelligence)即“人的智慧”，包括了感知、思想、自我意识等人类所特有的思维，以及人类在改造世界过程中的方法、目的和策略。“人的智慧”和计算机的“非人智慧”共同构成了数智设计的一体两面。两种“智慧”相互交融，“非人智慧”因人的智慧而产生，并反作用于人的智慧，拓展了人的思维边界;人的智慧又因“非人智慧”得以开发拓展，赋予“非人智慧”更强的动能。两者是辩证的关系，既相互作用、互为牵制、相持博弈，又相辅相成、互为增长，形成螺旋上升结构并不断生长。数智设计既呈现了哲学的思维，又涵盖了先进的科学手段，更饱含着人类的智慧，它是数字时代创新的手段，也是设计的新形态。
回顾设计发展的演变，工业时代的功能主义设计实现了广大消费者对物质生活的需求，大机器生产的造物方式和产品思维驱动着企业释放创新动力;互联网时代，以用户体验为核心的体验设计创造了虚拟产品的语言和逻辑，让世界进入了扁平的网络化服务[12];而今跨入到数字经济时代，大数据和算法成为了关键的生产资料与工具，计算机技术的发展和思维的交叉融合促使数智设计产生，在“非人智慧”和人的智慧相互作用下，创造着虚实共生的系统世界。(图9)
图9.设计的进化过程(作者自绘)
数智设计，其实就是设计和科技相互融合的过程。数智设计的目标是通过数字技术让物理世界中的人、物、环境与虚拟世界融合，以系统观和哲学观审视物理世界和虚拟世界的问题，以人的智慧与技术的“非人智慧”为融合，以虚实场景建构为形态，通过物的数化和数的物化的方式改造世界。
3.数智设计的特征
第一，数智设计融合了人的智慧和非人智慧。通过计算机技术实现人力所不能及的范畴，拓展了人的思维边界，释放了设计师的创造力，让设计具有更大的可能性;
第二，数智设计具备现实和虚拟的融合性。数智设计通过代码和编程，一方面对物理世界进行“数化”，另一方面将一切感知存在和逻辑进行“物化”，最终目的是实现物理世界和虚拟世界的融合;
第三，数智设计更具综合性、更具系统性。数字时代，人与人、人与物、物与物之间都处于彼此连接、虚实交融的状态，设计面临的问题更加复杂，既有真实世界的需求回应，又有数字世界的新问题解决，需要以跨学科、协同方式对问题进行综合分析，系统地构建数字创新的方法;
第四，数智设计解决问题具有可复制性。数智设计解决的不是一个问题，而是一类问题。以往的设计是针对某一具体问题的解决，结果呈现为一种具体的产品或服务，而数字技术自身具有可供性、可延伸性，通过数字技术形成某种模式或逻辑，并能够被广泛应用;
第五，数智设计的过程呈现实时动态性，追求快速生成和迭代优化。数字技术提供了更加高效的数字化工具，帮助设计实现快速生成，同时，数字代码的可编辑、可再生、可改进、可延展性让数智设计具备了往复迭代和优化的功能;
第六，数智设计的结果更加多元。根据数智设计的可复制性和可供性，同一类型的数字解决方案可以被应用于不同的对象，形成不同的应用场景，不同的对象经过数字化后呈现的形态也不一样。设计对象加载的数字技术不同，设计的结果也不一样;
第七，数智设计更具伦理精神和人文关怀。数字技术与弱势群体之间产生鸿沟，数智设计需要充分考虑老年人和残障人士的需求，以及数字技术所带来的隐私安全问题。
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数智设计的形态与价值
数据成为生产资料，设计的要素虚拟化，设计的对象更系统化，设计过程呈现动态化，设计的形态更多元化，数智设计在不同领域呈现出不同的价值。
1.系统与控制
随着智慧城市的发展和企业数字化转型，以往不可见的信息转译成为可见的数据，要素彼此连接，系统更加庞大复杂。数智设计以系统观和多元思维方式，融合技术手段，可以实现对城市治理和企业生产系统的高效、有序管理。数智设计通过孪生技术重构了物理与虚拟空间的关系，一方面可视化技术和三维建模场景设计让信息要素、连接关系、系统结构清晰展现;另一方面，数字孪生技术可以实现对系统动态发展的模拟，实时反映出结果和变化，为人们决策判断提供信息依据;再者，通过大数据流动和计算模型，数的“非人智慧”能让系统按照设计预想和设定轨迹发挥高效算力。
数字孪生思想由密歇根大学的迈克尔·格里夫斯(Michael Grieves)教授提出，美国航空航天局(NASA)最早将数字孪生概念应用于飞行空间中的飞行器仿真分析与检测，辅助地面控制人员做出正确决策。数字孪生就是在构建的三维虚拟空间中完成物理世界的映射和仿真，模拟系统的动态发展，达到优化资源配置，构建高效与有序化的管控系统。计算机的“非人智慧”激发了设计以动态的过程、迭代的思维方式对系统实施改造。人的智慧设计架构了模拟系统，系统又因数据增量变化和交互状况出现新的信息反馈，促使人们给予系统优化和迭代。这与以往设计有很大的区别，整个过程体现了机器的“非人智慧”和人的智慧交互共生的思想，是一个动态的系统。
数智设计基于孪生技术，已经在智慧工厂、数字城市、智慧物流、数字交通、数字医疗、数字农业等领域帮助建构了不同的虚拟管控系统。“阿里云工业数字孪生”系统作为阿里云工业大脑3.0的核心能力，是集数据工厂、算法工厂、AI创作间及应用于一体的数据智能应用平台，为工业领域提供数字转型、智能升级等服务。(图10)通过三维可视化建模、虚拟仿真等技术实现物理空间与数字空间的交互映射，建立起覆盖工厂生命全周期的智慧工厂数字孪生体平台。目前，该系统已经服务了超过100家工业企业。以石化行业为例，通过搭建“数字孪生”的生产线仿真模型，每年可为企业节省1700余万。
图10.阿里云工业数字孪生(2020，金奖)
在智慧城市建设方面，数智设计通过孪生技术更好地诠释了物联网所构建的数字城市。阿里云基于物联网、人工智能等技术，通过三维信息化模型及开源的游戏引擎技术UE4，设计了一个与真实世界平行的虚拟数字城市——平行世界仿真平台。(图11)它的设计逻辑是在一种系统框架中加载不同种的数据可视化图元组合，通过三维建模、图元加载、数据可视化以及不同应用挂件构建真实世界的虚拟仿真。该系统支持将数据服务一键生成数字城市，支持算法解析CAD图纸，自动生成BIM模型，并为数字城市建设提供基底风格，推动了数字城市领域的建设。
图11.阿里云平行世界仿真平台(2021，佳作奖)
在智能交通领域，车路协同是自动驾驶的前提。系统通过互联网数据、视频数据、雷视数据多元数据融合实现超视距融合感知，支撑云端最佳宏观决策，边缘最优的微观执行;通过数字驱动交通全息孪生技术，实现行人、非机动车、机动车和道路实现厘米级映射，以及出行轨迹秒级复现和对驾驶行为的精准刻画，构建人车路云高效智能协同解决方案。(图12)
图12.阿里云全息智能路网(2021，银奖)
海康威视为满足更宽广的业务需求，打造了智能物流系统(图13)，它以数字化工厂模型为基础，结合二维、三维可视化的实时地图，提供各类运行数据和数字化图表，为企业管理者进行实时在线智慧管理、掌握企业生产态势提供了帮助。以“机器换人”为需求，以“货到人”为理念，将企业建设成为高效率、强柔性、易管理全程可视化的智慧工厂。打通企业管理到执行的整体流程，实现多终端部署及实时通讯协同，使端到端的信息可被追溯。同时也支持通过各类AGV设备和换电站在同一场景中部署不同类型的车混行。
图13.海康威视智能物流管理系统(2020，佳作奖)
顺丰快运通过AI与仿真技术构建了一个实现物流营运环节调度、预警的数字孪生平台——顺丰快运物流枢纽。(图14)以3D模型技术还原物流中转、运输环节，并将物流枢纽、车辆、分拣设备、操作人员等实体信息形成模块化组件，通过建模设计工具自由拖拽组合模块组件，实现场景快速建模，并结合智能技术将实况采集的数据赋予3D建模，通过算法形成对系统的设计架构与指导作业。智能预警算法通过IoT、AIoT技术实时采集中转、运输各环节数据，结合视觉理解、人工智能技术，挖掘各环节中的异常，形成预警，指导作业与决策。
图14.顺丰快运物流枢纽数字孪生(2021，佳作奖)
面对新型冠状病毒传播的突发性，对疫情的整体趋势了解和掌握成为防范疫情的重要一环。第四范式疫情推演系统可以对新冠疫情在现实世界的演化传播实施精准仿真，该系统综合考虑了地区、场景、时间等真实环境因素，并在系统中配置相关变量指标(如交通管制、医疗资源、隔离措施等方面)，设计更贴近现实的仿真环境，根据计算推演出当前精确的疫情发展趋势，预判疫情拐点，高效助力决策层制定快速精准的防疫措施，减少疫情蔓延。(图15)
图15.第四范式疫情推演系统(2021，银奖)
2.交互与感知
依托多媒体交互技术，数智设计能够创造虚实共生的场景感知，让数字技术更好地服务于生活与生产。场景概念的提出者罗伯特·斯考伯(Robert Scoble)和谢尔·伊斯雷尔(Shel Israel)于2014年在《即将到来的场景时代》(Age of Context: Mobile, Sensors, Data and the Future of Privacy)中预言了互联网时代将会发展成以可穿戴设备、社交媒体、传感器、定位系统和大数据为基础的场景时代。[13]数智设计要解决的是如何通过数字媒介技术让虚拟与真实世界相融，赋予在场作业人员以超强的能力，并创造更加沉浸和优化的交互场景体验。基于大数据、AR增强现实技术和AI智能算法系统，将各类交互式信息、图形和视频映射到我们周围的物理空间中，并结合可穿戴产品为用户提供深度感知和虚实交融的交互体验。
工业环境安全的勘查与监测历来是工业生产领域的关键。RokidX-Craft是全球首款AI+AR+5G工业用防爆AR眼镜(图16)，配合安全帽使用。它集成了混合现实技术、人工智能图像语音识别和5G传输技术，为工人赋予超强感知力，大大提高了工作效率。这款AR眼镜还可以为现场工人搭建实施远程专家指导，用于监督制造，通过计算机视觉识别不正确的程序，感知工业环境下的危险信号并提供一键报警，为工人提供安全保障，减少操作失误带来的工业事故。
联想Mirage AR是全球第一款用手机投影的AR游戏装置(图17)，利用手机App连接星战游戏，戴着它可以让玩家在虚拟场景中与虚拟角色进行对战。它包含带有光迹追踪的头盔、光迹球以及配合游戏的光剑，能让玩家体验武士对战的场景。随着数字交互技术的发展，诸如Google的Project Soli手势交互识别，体感控制器Leap公司推出的Leap motion，Microsoft推出的HoloLens混合现实头戴显示等体感交互设备，加速了物理空间和数字世界的融合。
图17.Mirage AR StarWars(2018，佳作奖)
在数字化进程中，残障人士的处境将变得极为困难。Dots是世界上第一个为未来空间交互设计的可定制化的包容性穿戴界面(图18)，它可以通过人体身上任意两点的相对运动理解用户的控制意图，人们可以用任意身体部位来控制这套系统。Dots让残障人士能够融入数字空间交互，让数字技术不再成为生活的阻碍。
图18.Dots:未来空间交互的包容性界面(2020，参赛作品)
医学治疗中需要通过高精度精密仪器和技术才能达到对人体器官的可视化，以此对患者进行病理诊断。奥镁3D医疗交互模型采用WEBGL3D引擎和动画渲染，结合虚拟现实等技术，增强了器官和病理的可视化与交互性。医生可以随时随地地使用微信或手机浏览器进行病理讨论，提升了医疗体验。采用领先的软件开发技术，在标准WEBGL引擎SDK的基础上优化了显示效率和画面效果，通过立体实时动画和互动，能加生动地展示呈现器官如心脏剖面、动态标签、病理等效果和细节。(图19)
图19.奥镁3D医疗交互模型(2019参赛作品)
3.替代与赋智
自1950年的图灵测试和达特茅斯会议起，人们一直探讨着如何通过计算机去复制人类的大脑，以最终实现机器代替人类的劳动。尽管颇受许多科学家的争议，但人工智能在模仿人类的某些方面已经收到成效，并展现了人类所不能及的复杂计算的能力。[14]如今，人工智能技术在无人驾驶、自动工厂以及生活服务领域被不断开发应用，拉近人和机器的距离，融合真实和虚拟的边界。在机器换人的目标下，数智设计一方面要创造更多样的人工智能技术应用场景，拓展机器智能的可达边界;另一方面要思考人与机器的共生关系，以人的智慧削减因机器过强的“非人智慧”带来的不和谐与矛盾，以创造人机共生为目标，寻找更具情感和温暖的智能表达，建立和谐的人机交流关系。
阿波罗自主泊车系统是百度基于人工智能和无人驾驶技术推出的一款产品，集成了车、云、智能地图和停车场四个端点，通过系统学习，可自动完成车辆停泊。(图20)驾驶员可在公司、大型商场、医院等停车紧张的区域先行下车，车辆根据系统提示自动排队等候，并实施精准智能泊车提升用户体验，便利性和安全性提升20，节省时间30+分钟/次。
图20.百度阿波罗自主泊车产品(2020，佳作奖)
小度机器人是百度推出的一款亲和有趣的AI服务机器人。(图21)拥有丰富的且具感染力和识别性的情绪表达系统，自主感知用户情绪特征，进行个性化问候，模拟真人互动行为，引导用户进行深度对话，获取更有价值的信息，为商场、银行、机场等不同场所提供主动迎宾、引领讲解、问答咨询、互动娱乐、远程控制等功能。集成百度强大的AI技术，不断理解学习与人沟通的技巧。自主感知用户特征和交流情境，主动与用户进行个性化的问候交流。实时关注用户的情绪变化，通过丰富的情感表达、多模态的互动方式，让面对面交流更有温度。界面、声音、动作等元素的多感官融合设计，塑造一个生动有趣的智能体，与用户一起探索AI科技，感受AI科技的便捷与美好。
图21.小度机器人(2021，佳作奖)
机器人的普及也带来一个行业问题，即缺乏一套可通用的智能机器人交互模式，导致人们与机器互动的成本增加。“S-Heart”多模态智能交互系统(图22)是阿里巴巴人工智能实验室研发的一款可智能适配旗下各类机器人的交互体验系统。该学院通过研究国际通用的交互规范，构建出多模态的人机通用语言，降低了机器人开发成本，更容易让用户理解，方便交流，并减少机器人交互过程中的误判。
图22.S-Heart多模态智能服务交互系统(2021，佳作奖)
人们在不断赋予机器“智慧”的同时，也在向虚拟数字人发起挑战。百度依托百度大脑和人工智能技术的积累，设计并推出了度晓晓(图23)，它是中国首个以AI数字人为载体的智能助手，通过数字人面对面真实、拟人化的语音交互，丰富了服务体验的自然感和真实感，给用户带来轻松的信息知识获取体验和富有情感的互动陪伴体验。通过剧本预演、动作捕捉、情绪模拟等方法，运用Unity3D引擎来渲染技术，结合百度的语音、图像、声音合成、内容理解等先进的AI技术，全方位打造真实的虚拟数字人助手。它拥有数字人外表，拥有能够将文字信息转换成语音或视频播报的能力，能够被语音唤醒，与用户进行连续多轮对话，搭配不同的动作、表情和话术，将拉近人与AI技术的距离，让交互更加自然、真实，让AI技术更好地服务于人。百度的AI技术赋能，让度晓晓拥有像人类一样的思维、表达、情感、学习能力，通过和用户日常的交流，逐渐形成不同的性格特点，了解用户的喜好。
图23.度晓晓(2021，参赛作品)
人工智能技术的发展呈现着人的智慧和“非人智慧”的博弈。莫拉维克悖论(Moravec's paradox)认为:对计算机而言，实现逻辑推理等人类高阶智慧只需要相对少量的计算能力，而实现人类的无意识技能、感知等却要付出巨大的计算资源。[15]人们已经在尝试以AI智能技术代替设计过程中的高重复性、低创造性的工作，探索基于大数据和算法下的高效创意与智能生成。[16]
鹿班向我们证明了通过人工智能技术，能够实现快速、批量、自动化的基础性图片设计，而数智设计要实现的不仅是低效、重复的替代，而是基于AI智能，结合人们赋予其学习、分析、和动态控制的能力，实现更强大的创意内容生产。数智设计深度融合“非人智慧”与设计师的创意，能快速、智能识别设计创意原型，并给出更多的创意辅助灵感，甚至是基于创意原型能自动产生更多的二次可能性发散，机器的“非人智慧”不断在向“人的智慧”靠近，两者相互作用，产生更具潜力的智慧方案。
联想集团通过AI智能将原本感性化的设计抽象为机器可理解并学习的理性化设计，它可以根据设计师的想法极速生成海量设计素材，通过设计思维标签控制生成效果，辅助设计师更高效的进行创意发散和落地工作。AI设计助手给予人工神经网络算法，结合美学经验，极速、定向生成静态或动态背景素材，为设计师提供创意，设计师与系统更密切地合作，全面提升设计工作的质量。基于设计师选择的风格图和特定的标签方向，自动拓展出更多设计可能，形成设计师灵感发散的视觉脑图;用户选择任意两张图，即可极速自动补充两张图之间的动态生成关系，自动生成高精度静态和动图;通过叠加100多种风格迁移算法，生成多元化创意的图片素材，让设计作品多元化。该系统是对将设计问题转化为自然科学的探索，通过理性的方式重新思考设计过程，以寻求完成设计创意工作的更优解。(图24)
图24.小绘:AI设计师启发式助手(2020，佳作奖)
随着国家大力推动企业的数字化转型，越来越多的企业需要通过数据的洞察力来帮助其业务增长。数据可视化和数据分析成为数字化转型中的关键一环。阿里云的“马良”可视化智能生成系统(图25)，基于了AI技术，通过对高品质的可视化应用样本进行深度机器学习，发掘图表在界面中的规律，并提供丰富的配色库，无需代码加工，通过简单的拖拽兴趣字段，就能一键自动生成专业设计水准的图表设计和配色可视化方案，同时还具有数据智能分析和关联整合功能，能帮助用户轻松进行海量数据分析和交互，从数据中洞察中发现商机。
图25.马良:可视化智能生成(2021，参赛作品)
在数字城市建设和管理中，基于真实地理数据建构三维建筑空间模型是数字化转型和可视化管理的基础。数智设计通过海量数据信息、代码编程以及计算方式，改变了以往需要通过大量人力和周期才能完成的基础加载和三维建模等工作。阿里云的“BIV Builder:三维园区搭建平台”(图26)通过三维信息化模型及引擎技术，结合物联网、人工智能，实现去人力自动生成高精度三维城市建筑模型，结合高性能、实时的可视化渲染和全局视效，联动空间的实时数据，实现园区系统的智能可视化管理。这套系统能够让非专业人员可以在几天内完成通常需要上月的应用搭建工作，通过IoT设备点位可视化挂载与映射、园区全景三维展示、漫游、楼层聚焦等核心可视化能力，具备巡检路径规划、实时智能天气特效等丰富的行业化场景，结合易用的功能与界面，可广泛用于教育安防、建筑施工、线下零售、社区治安等领域。
图26.BIV Builder:三维智慧园区搭建平台(2021，佳作奖)
4.集成与整合
集成和整合蕴含着系统思维，集成是聚合，整合是把零散的要素组合在一起，通过某种方式而彼此衔接，从而实现信息系统的资源共享和协同工作，最终形成有价值有效率的系统整体。数字技术带来信息碎片化和人们的时间碎片化，数字时代终将走向数据互通、万物互联，数智设计的集成和整合思想，不是简单的零散碎片拼合，而是重新回到数字时代人的核心需求，改变因数字技术给人带来生活的障碍和不足，以系统化的思维建构新的智慧场景，实现碎片信息的整合，将关联度弱的零散资源连接形成关联度更强的系统，通过大数据共享、计算分析，为用户提供功能更集成、服务更完整的大系统，让单一的数据、信息变得更有价值。
整合思想在节约社会公共资源、完善社会治理和政务服务、民生便利等方面作用尤为突出。互联网颠覆了传统服务，各行业领域建立了各类数字服务应用场景，以App为入口为用户提供生活的便利。然而愈加细分领域和不同功能的App导致服务的“碎片化”现象严重，各服务部门建设各自服务场景，独立的App实现在线操作难以实现“一站式”服务的便捷;城市管理部门各自建设、运营，信息分散，数据关联度弱，造成资源的浪费。
杭州城市大脑App利用丰富的城市数据资源和互联网技术，实现跨领域的社会大数据汇聚，为大数据的共享交换提供了全新的解决方案。(图27)它充分利用现有信息化成果，对碎片化数据和服务进行聚联，以38个重点场景为抓手，建立线上线下相结合的咨询服务，功能涵盖政务服务、便民服务、社会化服务，零距离直通便民惠民服务，同时利用对服务进行打分评价，督促服务效率提升和进步。
图27.杭州城市大脑App(2021，铜奖)
粤商通企业服务平台(图28)，面向广东全省1200万商事主体，实现企业办事“一站办理”、办事证件电子化、营商信息精准通达，构建了多元服务的“一站式”办理场景，覆盖企业全生命周期，为企业提供跨部门商事服务，减少物理空间中的时间人力等各项成本损耗。在产品结构和界面设计上，创作了灵活通用的样式，可快速接入新服务，迅速搭建起企业与政府沟通的桥梁。内容涵盖四大商事主题，308项高频事项，并在全国首创政务服务事项“免证办”，接入高频电子证照服务，提高企业办证效率和用证便利化水平。为各行业提供涉企政策、解读文件和扶持资金申报通知，支持企业随时按需查询，并通过大数据智能推送资讯，企业可将意见、建议、咨询和投诉及时反馈给主管部门，实现政企双方零距离互动，真正做到让企业“找得到”“看得懂”“用得上”。
图28.粤商通(2020，铜奖)
传统社区已经不能满足居民生活、教育、医疗等全场景立体化诉求，作为城市的基本单元，对社区管理精细化程度、响应及时度等方面均提出了更高的要求。绿城集团建立了面向数字化社会全新生活方式的全场景集成化服务与管理系统，推出了绿城未来社区数字化服务与管理系统(图29)，为未来社区提供了解决方案范本。该系统从“慧生产”“慧生活”“慧空间”三个维度设计了200多个数字化场景模块，满足居民教育、健康、交通等应用服务与场景需求，为居民生活、社区管理、政府治理提供了居民全生命周期的集成化服务与管理解决方案。该系统涵盖的数字化业务应用、数据资源支撑和数字基础设施保障等功能，可实现城市大脑、社区平台中脑和居民终端小脑实时数据更新联动，实现对社区居民、企业和政府三侧服务应用。
图29.绿城未来社区数字化服务与管理系统(2021，佳作奖)
在智慧家居领域，以App+智能应用模块建立的智能场景较为普遍。但智慧家居最终要实现物物相连，通过家居空间中的多种设备来了解、记录用户的日常行为和生活作息习惯，利用大数据和云计算来分析、挖掘用户的生活规律，并由系统自动化地提供贴合用户习惯的联动服务方案。安心加云联智慧生活就是这样一个超级系统(图30)，它是全屋智能家居设备的管理控制中心，也是一个超级交互平台，支持数百种不同品牌的智能家居产品与电器的接入，实现全屋智能设备的互联、互通、互动，并通过一段时间记录用户生活轨迹数据，实施智能联动的家居解决方案，为业主用户提供智慧社区、智能家居服务的移动应用产品，让用户享受智慧生活带来的便利。在楼房交付前，可进行智能家居多种个性化场景搭配调试部署，当用户登陆App后，可以一键触发场景实现，App引导用户把常用的设备指令组合一起，快速完成多设备的统一操控，同时根据用户拥有的设备、使用的手机终端、日常的行为记录等，为用户提供设备及指令的推荐搭配，更方便体验。
图30.安心加云联智慧生活(2021，佳作奖)
5.远程与协作
当互联网发展的“上半场”完成了随时随地与人的连接之后，互联网的“下半场”要解决的关键问题在于，如何在信息交流基础上实现在任何场景下“做事”的突破。[17]网络在线仍难以达到深度沉浸式协作，数智设计依托数字技术，打通数据关联信息，以虚拟和现实的融合方式构建深度在线协作场景，建构虚拟空间的远程协作方案，从而实现互联网在线服务的迭代与创新。
城乡医疗资源不均，病患信息和数据掌握得不全面、不共享，依托临床经验和医生的在场观察、判断的线下问诊方式，影响制约着医疗行业的发展。“享”医生(Think Doctor)是一款创新的笔记本医疗综合计算机(图31)，可将从医院到普通用户的医疗网络服务链接在一起，为所有人提供远程医疗服务，该系统可按照不同的医疗条件更换检查设备，以满足农村医疗和紧急救助需求。通过该系统可以立即向终端医院分享患者诊断的症状照片、视频、声音，并预先安排患者的下一个治疗计划。远程治疗还可以減少病患流动造成大规模新冠病毒感染的风险，为医疗过程提供更安全的环境。
GUPO移动医生是一款服务于医生的移动临床工具。(图32)该系统可通过App、钉钉、微信的应用与医院信息中心对接，可快速集成相关临床数据，建立以患者为中心的临床数据中心，可为医生临床工作提供病患资料查询与管理、患者病情远程监管、诊疗方案在线讨论等，并支持医生使用手机、平板电脑、以及MR等穿戴通过场景融合、协助设计组织架构、结合医疗机构现有的管理模式，快速打通医疗数据，快速链接到医生，实现医生对患者资料的管理、病情远程监管与协同诊疗、上下转诊，解决医疗资源不均、城市医院人满为患、看病时间耗费、患者数据不能共享等问题。设备进行查阅和诊疗，实现医生的便捷、移动化、跨科室、跨院区协作模式。
图31.“享”医生(2020，设计新锐奖)
图32.GUPO移动医生(2020，佳作奖)
随着自动驾驶技术的发展，通过感应、5G以及仿真建模等技术，可以赋能自动驾驶并实施远程云控制。百度推出了自动驾驶远程云控服务系统(图33)，该系统将司机移到云端，驾驶员可在室内、办公室、家中等熟悉且舒适的环境下，通过平行驾驶专用模拟驾舱设备，为道路中的受困车辆提供远程协助。通过车辆端的感知套件及5G技术，远程车辆可实时获取360度环境建模，模拟驾驶舱可实施决策并引导车辆通过下发轨迹引导线，配合车辆端的主动安全功能，帮助车辆脱困。该系统可极大降低自动驾驶技术发展过程的人力和运维成本，可减少一半以上道路资源成本，降低交通运营成本、缓解拥堵情况、提升整个交通出行效率、加速自动驾驶业务发展。
图33.自动驾驶远程云控服务系统(2020，佳作奖)
后疫情时代促进了线上展览展示的发展，数字技术进一步推动了在线观摩和交易的应用场景，线上展示也从内容呈现逐步发展到强调用户感知、心理认知的深层次要求。阿里云基于孪生技术推出了数字巡展系统(图34)，通过对数字世界中的信息拆解、重组，灵活对接并放大各种VR、AR、MR等新媒体技术优势，结合语音控制、脑机协同等技术，全方位解决数字世界与物理世界体验映射的痛点，增强了用户和展示内容在异地同步交流的体验感，为用户带来的全新的互动体验。客户可以自由通过PC端、移动端、平板、头戴式设备进行全面、立体地感受沉浸式体验，了解企业及展会内容特色。系统还能实施监控空间数据，通过数据的空间映射全面、一览无余地展示企业、展会信息，以及园区安防、企业生产等内容，开辟了体验经济背景下数字空间的蓝海赛道，具有广阔的商业前景和行业战略价值。
图34.阿里云数字巡展(2021，参赛作品)
6.开源与开放
信息数字时代，创造价值的不再是设计师个体，而是产生数据信息的参与者群体。群体参与的数据不断增长，数据资源的价值更大。要素的重组和数据的增量使得数智设计所建构的系统并非一成不变，而是处于实时动态的过程，并具有生长性，体现了数智设计的开放精神，并赋予了系统更高的价值。
在社会公益方面，数智设计的开放性比以往任何的设计都更具社会价值与意义，通过吸引更广泛的大众群体参与，鼓励大众群体的互动，让系统发挥出更大的效能。面对低碳社会，支付宝在平台上推出了一款互联网绿色公益项目——蚂蚁森林(图35)，通过让更多人践行绿色生活方式，推动环境保护与社会可持续发展。用户可以通过低碳出行、绿色包裹等日常低碳行为积累绿色能量，并兑换成真实的树苗，由蚂蚁森林联合公益机构将这些真实树苗在荒漠化地区种下。每一棵树都会有独立的编号，用户可以通过编号在真实地点找到自己种下的树。据官方公布数据显示，蚂蚁森林自2016年8月在支付宝平台推出以来，越来越多的用户参与其中，目前支付宝已经种树超过3.26亿棵，累计创造了种植、养护、巡护等238万人次的绿色就业机会，为当地群众带来劳动增收3.5亿元。
图35. 互联网绿色公益项目——蚂蚁森林
数智设计的开放性还能为弱势群体带来更广泛的帮助。中国目前的盲人数量约1700万，视力障碍群体近7000万。数字技术改变世界的同时，也给残障人士带来了更大的生活困难。数智设计在这一时代中更应兼具人文关怀的精神和行动，以数化的方式帮助弱势群体更好地适应数字化生活，提升幸福感。"三声有幸"AI公益计划(图36)，它是科大讯飞面向开发者的公益计划，不同于以往的公益项目，它不着力于实际物品的捐赠，而是基于讯飞开放平台的AI能力，免费向开发团队开放服务和技术，是一个提供源头能力帮扶的公益项目，并对创业团队提供技术、投资、市场、品牌等多方面的支持，帮助公益产品更快落地，产品早日走向特殊人群，改善他们的生活现状。
图36." 三声有幸 "AI 公益计划
4
数智设计的未来
数智设计已经成为推动新一轮转型和创新的思维方式和动力，数智设计呈现着人的智慧与“非人智慧”相互交融，两者将继续相持博弈、互为生长。人的智慧因“非人智慧”进一步扩展，技术因人的智慧更加智能，并促使人的思维和认知更加开阔。
数智设计的未来将受到三个方面的影响，并实现着自身的演进。
第一，疫情也许会长期存在，后疫情时代的病毒还在不断变异，人类要做好长期与病毒共生的准备。疫情造成的影响将进一步促进数字技术的发展，人们将继续挖掘计算机技术和能力，以应对后疫情时代下的问题解决，数智设计将在更广泛的领域创造虚实相融的场景，提供后疫情时代的各种解决方案;
第二，随着人工智能技术的深度发展和普及，数智设计将更趋向于智能设计的方向迈进，不仅一切重复与低效将被智能化工具替代，“非人智慧”在某些领域也将进一步向人的智慧靠近，数智设计在人的智慧和思维主导下，快速获取海量数据知识，高效实施创意生产。同时，计算机技术也将让更多的人成为创意生产者，数字社会进入全民创造的时代;
第三，元宇宙的到来将开启无限丰富的虚拟世界的创造。基于人的视角，对外，数智设计满足着人们无限的想象延伸，虚实深度融合，不分你我，无法剥离;对内，人将拥有更加超强的能力，手势识别与交互技术结合可穿戴设备，数智设计将重构人与虚实空间的关系，深度演绎人机共生的形态，技术愈加趋向与人的合体，数智设计将回到人本身的哲学与伦理思考。
(注:本文案例图片由中国设计智造大奖提供)
[2]魏江、刘洋等:《数字创新》[M]，北京:机械工业出版，2021，第7—8页。[3]阿里云设计中心:《计算设计时代:设计是可以被计算出来的吗?》[EB/OL]，2020-11-11，https://mp.weixin.qq.com/s/MiaR49cqTHKRBccG_w_afQ[4]郅庭瑾:《为思维而教》[M]，北京:教育科学出版社，2007，第2—3、9、33页。[5]潘云鹤、孙守迁、包恩伟:《计算机辅助工业设计技术发展状况与趋势》[J]，《计算机辅助设计与图形学学报》，1999年第3期，第57—61页。[6]李晓理、张博、王康、余攀《:人工智能的发展及应用》[J]，《北京工业大学学报》，2020年第6期，第583—590页。[7]钟柏昌、李艺:《计算思维的概念演进与信息技术课程的价值追求》[J]，《课程.教材.教法》，2015年第7期，第87—93页。[8]牟琴、谭良:《计算思维的研究及其进展》[J]，《计算机科学》,2011年第3期，第10—15，50页。[9]Jeannette J M. Computational Thinking[J]. Communications of the ACM，2006(3):33-35.[10]于颖、周东岱、于伟:《计算思维的意蕴解析与结构建构》[J]，《现代教育技术》，2017年第5期，第60—66页。[11]刘洋、董久钰、魏江:《数字创新管理:理论框架与未来研究》[J]，《管理世界》，2020年第7期，第198—217，219页。[12]辛向阳:《从用户体验到体验设计》[J]，《包装工程》，2019年第8期，第60—67页。[13]罗伯特·斯考伯、谢尔·伊斯雷:《即将到来的场景时代》[M]，赵乾坤、周宝曜译，北京:北京联合出版公司，2014。[14][英]托尼·布比尔:《人工智能与零向创新》[M]，绍信芳译，北京:中信集团出版社，2019，第62—72页。[15]刘云浩:《从互联网到新工业革命》[M]，北京:清华大学出版社，2017，第70页。[16]You Weitao， Sun Lingyun， Yang Zhiyuan， et al. Auto-matic Advertising Image Color Design Incorporating a Visual Color Analyzer[J]. Journal of Computer Languages，2019:55.[17]喻国明:《未来媒介的进化逻辑:“人的连接”的迭代、重组与升维——从“场景时代”到“元宇宙”再到“心世界”的未来》[J]，《新闻界》,2021年第10期，第54—60页。
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